Da tempo il mondo scientifico insiste sul legame tra Covid e areazione degli ambienti chiusi. L’areazione in generale, ma i sistemi di condizionamento dell’aria in particolare, giocano un ruolo fondamentale nel controllo della dispersione di droplet e aerosol emessi dal respiro di chi sia contagiato dal coronavirus negli ambienti chiusi. Per la prima volta uno studio ha documentato che il raddoppio della portata dell’aria condizionata (calcolata in metri cubi orari) all’interno di una stanza chiusa riduce la concentrazione delle particelle contaminate del 99,6 per cento. Gli specialisti del Dipartimento di Diagnostica per Immagini e dalla Direzione Sanitaria del Bambino Gesù hanno condotto la ricerca. Con loro hanno collaborato lo spin-off universitario Ergon Research e la Società Italiana di Medicina Ambientale (SIMA). A pubblicare gli esiti dello studio la rivista scientifica internazionale Environmental Research.
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La simulazione in 3D
I ricercatori dell’Ospedale Pediatrico Bambino Gesù hanno elaborato una simulazione in 3D che riproduce esattamente il viaggio delle goccioline di Flügge negli ambienti chiusi e l’effetto sui sistemi di areazione sulla loro capacità di dispersione.
Per raggiungere i loro risultati i ricercatori si sono serviti della simulazione fluidodinamica computazionale. In questo modo hanno potuto ricreare virtualmente la sala d’aspetto di un Pronto Soccorso pediatrico con sistema di aerazione, con all’interno 6 bambini e 6 adulti senza mascherina.
In questo ambiente virtuale è stato tracciato il comportamento delle goccioline e dell’aerosol nei 30 secondi successivi al colpo di tosse. Tre i diversi scenari per valutare quanta aria contaminata avrebbe respirato ogni persona presente:
- con il sistema di aerazione spento,
- a velocità standard
- a velocità doppia.
Covid e areazione: il parere degli esperti
«La nostra simulazione in 3D si basa su parametri fisici reali, come la velocità dell’aria che esce da un colpo di tosse, la temperatura della stanza e la dimensione delle goccioline di saliva. Non è una semplice animazione». Il dottor Luca Borro è specialista 3D del Bambino Gesù e primo autore dello studio. «Grazie a questi parametri e ad algoritmi complessi di fluidodinamica riusciamo ad avere una simulazione dei fenomeni studiati il più possibile vicina alla realtà».
«Siamo orgogliosi di contribuire a questo studio con le nostre conoscenze di fluidodinamica computazionale». Lorenzo Mazzei è consulente CFD di Ergon Research. «L’attività ha dimostrato che, se usati correttamente, questi strumenti possono favorire una maggior comprensione del fenomeno e guidare verso un utilizzo efficace della ventilazione meccanica per migliorare la qualità dell’aria negli ambienti indoor.»
Covid e areazione: i risultati dello studio
Più è efficace l’areazione di un luogo chiuso, minori sono le possibilità di essere contagiati.
Cosa succede se il condizionatore è spento
Con il condizionatore spento le persone più vicine al bambino che tossisce (1,76 metri nella simulazione) respirano l’11% di aria contaminata. I più lontani (4 metri) non sono raggiunti dalla “nube” infetta.
Cosa succede con il condizionatore a velocità doppia
Con il sistema a velocità doppia si abbatte la concentrazione di contaminante e le persone più vicine ne respirano lo 0,3%. Vengono però raggiunte rapidamente anche quelle più lontane che in questo caso respirano lo 0,08% di aerosol contaminato, percentuali bassissime e sostanzialmente irrilevanti ai fini del contagio.
La spiegazione degli esperti
«L’infezione da virus SARS-CoV-2 è trasmissibile attraverso il respiro in relazione a tre elementi fondamentali:
- lo status immunitario della persona,
- la quantità di patogeno presente nell’aria, misurata in particelle per metro cubo,
- l’aereazione dell’ambiente.
A parità degli altri elementi, dunque, più alta è la concentrazione di virus, maggiore è la probabilità di contagio». Il professor Carlo Federico Perno è responsabile di Microbiologia e Diagnostica di Immunologia del Bambino Gesù.
«Il ricambio d’aria negli ambienti anche attraverso l’attivazione di sistemi scientificamente validati di aerazione, purificazione e ventilazione meccanica controllata, si rivela fondamentale nella diluizione del virus e nel suo trasferimento, per quanto possibile, all’esterno. Ovverosia nella mitigazione degli inquinanti biologici aerodispersi presenti nelle droplet, riducendo significativamente la concentrazione del patogeno in aria. Questo, unitamente all’utilizzo di mezzi di barriera (mascherine, distanziamento e igiene delle mani), oggi rappresenta il principale strumento per ridurre il rischio di contagio in ambienti confinanti». Il professor Alessandro Miani è presidente SIMA.
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